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# Promise对象 ## Promise的含义 Promise是异步编程的一种解决方案,比传统的解决方案——回调函数和事件——更合理和更强大。它由社区最早提出和实现,ES6将其写进了语言标准,统一了用法,原生提供了`Promise`对象。 所谓`Promise`,简单说就是一个容器,里面保存着某个未来才会结束的事件(通常是一个异步操作)的结果。从语法上说,Promise是一个对象,从它可以获取异步操作的消息。Promise提供统一的API,各种异步操作都可以用同样的方法进行处理。 `Promise`对象有以下两个特点。 (1)对象的状态不受外界影响。`Promise`对象代表一个异步操作,有三种状态:`Pending`(进行中)、`Resolved`(已完成,又称Fulfilled)和`Rejected`(已失败)。只有异步操作的结果,可以决定当前是哪一种状态,任何其他操作都无法改变这个状态。这也是`Promise`这个名字的由来,它的英语意思就是“承诺”,表示其他手段无法改变。 (2)一旦状态改变,就不会再变,任何时候都可以得到这个结果。`Promise`对象的状态改变,只有两种可能:从`Pending`变为`Resolved`和从`Pending`变为`Rejected`。只要这两种情况发生,状态就凝固了,不会再变了,会一直保持这个结果。就算改变已经发生了,你再对`Promise`对象添加回调函数,也会立即得到这个结果。这与事件(Event)完全不同,事件的特点是,如果你错过了它,再去监听,是得不到结果的。 有了`Promise`对象,就可以将异步操作以同步操作的流程表达出来,避免了层层嵌套的回调函数。此外,`Promise`对象提供统一的接口,使得控制异步操作更加容易。 `Promise`也有一些缺点。首先,无法取消`Promise`,一旦新建它就会立即执行,无法中途取消。其次,如果不设置回调函数,`Promise`内部抛出的错误,不会反应到外部。第三,当处于`Pending`状态时,无法得知目前进展到哪一个阶段(刚刚开始还是即将完成)。 如果某些事件不断地反复发生,一般来说,使用stream模式是比部署`Promise`更好的选择。 ## 基本用法 ES6规定,Promise对象是一个构造函数,用来生成Promise实例。 下面代码创造了一个Promise实例。 ~~~ var promise = new Promise(function(resolve, reject) { // ... some code if (/* 异步操作成功 */){ resolve(value); } else { reject(error); } }); ~~~ Promise构造函数接受一个函数作为参数,该函数的两个参数分别是`resolve`和`reject`。它们是两个函数,由JavaScript引擎提供,不用自己部署。 `resolve`函数的作用是,将Promise对象的状态从“未完成”变为“成功”(即从Pending变为Resolved),在异步操作成功时调用,并将异步操作的结果,作为参数传递出去;`reject`函数的作用是,将Promise对象的状态从“未完成”变为“失败”(即从Pending变为Rejected),在异步操作失败时调用,并将异步操作报出的错误,作为参数传递出去。 Promise实例生成以后,可以用`then`方法分别指定`Resolved`状态和`Reject`状态的回调函数。 ~~~ promise.then(function(value) { // success }, function(error) { // failure }); ~~~ `then`方法可以接受两个回调函数作为参数。第一个回调函数是Promise对象的状态变为Resolved时调用,第二个回调函数是Promise对象的状态变为Reject时调用。其中,第二个函数是可选的,不一定要提供。这两个函数都接受Promise对象传出的值作为参数。 下面是一个Promise对象的简单例子。 ~~~ function timeout(ms) { return new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(resolve, ms, 'done'); }); } timeout(100).then((value) => { console.log(value); }); ~~~ 上面代码中,`timeout`方法返回一个Promise实例,表示一段时间以后才会发生的结果。过了指定的时间(`ms`参数)以后,Promise实例的状态变为Resolved,就会触发`then`方法绑定的回调函数。 Promise新建后就会立即执行。 ~~~ let promise = new Promise(function(resolve, reject) { console.log('Promise'); resolve(); }); promise.then(function() { console.log('Resolved.'); }); console.log('Hi!'); // Promise // Hi! // Resolved ~~~ 上面代码中,Promise新建后立即执行,所以首先输出的是“Promise”。然后,`then`方法指定的回调函数,将在当前脚本所有同步任务执行完才会执行,所以“Resolved”最后输出。 下面是异步加载图片的例子。 ~~~ function loadImageAsync(url) { return new Promise(function(resolve, reject) { var image = new Image(); image.onload = function() { resolve(image); }; image.onerror = function() { reject(new Error('Could not load image at ' + url)); }; image.src = url; }); } ~~~ 上面代码中,使用Promise包装了一个图片加载的异步操作。如果加载成功,就调用`resolve`方法,否则就调用`reject`方法。 下面是一个用Promise对象实现的Ajax操作的例子。 ~~~ var getJSON = function(url) { var promise = new Promise(function(resolve, reject){ var client = new XMLHttpRequest(); client.open("GET", url); client.onreadystatechange = handler; client.responseType = "json"; client.setRequestHeader("Accept", "application/json"); client.send(); function handler() { if (this.readyState !== 4) { return; } if (this.status === 200) { resolve(this.response); } else { reject(new Error(this.statusText)); } }; }); return promise; }; getJSON("/posts.json").then(function(json) { console.log('Contents: ' + json); }, function(error) { console.error('出错了', error); }); ~~~ 上面代码中,`getJSON`是对XMLHttpRequest对象的封装,用于发出一个针对JSON数据的HTTP请求,并且返回一个Promise对象。需要注意的是,在`getJSON`内部,`resolve`函数和`reject`函数调用时,都带有参数。 如果调用`resolve`函数和`reject`函数时带有参数,那么它们的参数会被传递给回调函数。`reject`函数的参数通常是Error对象的实例,表示抛出的错误;`resolve`函数的参数除了正常的值以外,还可能是另一个Promise实例,表示异步操作的结果有可能是一个值,也有可能是另一个异步操作,比如像下面这样。 ~~~ var p1 = new Promise(function (resolve, reject) { // ... }); var p2 = new Promise(function (resolve, reject) { // ... resolve(p1); }) ~~~ 上面代码中,`p1`和`p2`都是Promise的实例,但是`p2`的`resolve`方法将`p1`作为参数,即一个异步操作的结果是返回另一个异步操作。 注意,这时`p1`的状态就会传递给`p2`,也就是说,`p1`的状态决定了`p2`的状态。如果`p1`的状态是`Pending`,那么`p2`的回调函数就会等待`p1`的状态改变;如果`p1`的状态已经是`Resolved`或者`Rejected`,那么`p2`的回调函数将会立刻执行。 ~~~ var p1 = new Promise(function (resolve, reject) { setTimeout(() => reject(new Error('fail')), 3000) }) var p2 = new Promise(function (resolve, reject) { setTimeout(() => resolve(p1), 1000) }) p2 .then(result => console.log(result)) .catch(error => console.log(error)) // Error: fail ~~~ 上面代码中,`p1`是一个Promise,3秒之后变为`rejected`。`p2`的状态在1秒之后改变,`resolve`方法返回的是`p1`。此时,由于`p2`返回的是另一个Promise,所以后面的`then`语句都变成针对后者(`p1`)。又过了2秒,`p1`变为`rejected`,导致触发`catch`方法指定的回调函数。 ## Promise.prototype.then() Promise实例具有`then`方法,也就是说,`then`方法是定义在原型对象Promise.prototype上的。它的作用是为Promise实例添加状态改变时的回调函数。前面说过,`then`方法的第一个参数是Resolved状态的回调函数,第二个参数(可选)是Rejected状态的回调函数。 `then`方法返回的是一个新的Promise实例(注意,不是原来那个Promise实例)。因此可以采用链式写法,即`then`方法后面再调用另一个`then`方法。 ~~~ getJSON("/posts.json").then(function(json) { return json.post; }).then(function(post) { // ... }); ~~~ 上面的代码使用`then`方法,依次指定了两个回调函数。第一个回调函数完成以后,会将返回结果作为参数,传入第二个回调函数。 采用链式的`then`,可以指定一组按照次序调用的回调函数。这时,前一个回调函数,有可能返回的还是一个Promise对象(即有异步操作),这时后一个回调函数,就会等待该Promise对象的状态发生变化,才会被调用。 ~~~ getJSON("/post/1.json").then(function(post) { return getJSON(post.commentURL); }).then(function funcA(comments) { console.log("Resolved: ", comments); }, function funcB(err){ console.log("Rejected: ", err); }); ~~~ 上面代码中,第一个`then`方法指定的回调函数,返回的是另一个Promise对象。这时,第二个`then`方法指定的回调函数,就会等待这个新的Promise对象状态发生变化。如果变为Resolved,就调用`funcA`,如果状态变为Rejected,就调用`funcB`。 如果采用箭头函数,上面的代码可以写得更简洁。 ~~~ getJSON("/post/1.json").then( post => getJSON(post.commentURL) ).then( comments => console.log("Resolved: ", comments), err => console.log("Rejected: ", err) ); ~~~ ## Promise.prototype.catch() `Promise.prototype.catch`方法是`.then(null, rejection)`的别名,用于指定发生错误时的回调函数。 ~~~ getJSON("/posts.json").then(function(posts) { // ... }).catch(function(error) { // 处理 getJSON 和 前一个回调函数运行时发生的错误 console.log('发生错误!', error); }); ~~~ 上面代码中,`getJSON`方法返回一个Promise对象,如果该对象状态变为`Resolved`,则会调用`then`方法指定的回调函数;如果异步操作抛出错误,状态就会变为`Rejected`,就会调用`catch`方法指定的回调函数,处理这个错误。另外,`then`方法指定的回调函数,如果运行中抛出错误,也会被`catch`方法捕获。 ~~~ p.then((val) => console.log("fulfilled:", val)) .catch((err) => console.log("rejected:", err)); // 等同于 p.then((val) => console.log("fulfilled:", val)) .then(null, (err) => console.log("rejected:", err)); ~~~ 下面是一个例子。 ~~~ var promise = new Promise(function(resolve, reject) { throw new Error('test'); }); promise.catch(function(error) { console.log(error); }); // Error: test ~~~ 上面代码中,`promise`抛出一个错误,就被`catch`方法指定的回调函数捕获。注意,上面的写法与下面两种写法是等价的。 ~~~ // 写法一 var promise = new Promise(function(resolve, reject) { try { throw new Error('test'); } catch(e) { reject(e); } }); promise.catch(function(error) { console.log(error); }); // 写法二 var promise = new Promise(function(resolve, reject) { reject(new Error('test')); }); promise.catch(function(error) { console.log(error); }); ~~~ 比较上面两种写法,可以发现`reject`方法的作用,等同于抛出错误。 如果Promise状态已经变成`Resolved`,再抛出错误是无效的。 ~~~ var promise = new Promise(function(resolve, reject) { resolve('ok'); throw new Error('test'); }); promise .then(function(value) { console.log(value) }) .catch(function(error) { console.log(error) }); // ok ~~~ 上面代码中,Promise在`resolve`语句后面,再抛出错误,不会被捕获,等于没有抛出。 Promise对象的错误具有“冒泡”性质,会一直向后传递,直到被捕获为止。也就是说,错误总是会被下一个`catch`语句捕获。 ~~~ getJSON("/post/1.json").then(function(post) { return getJSON(post.commentURL); }).then(function(comments) { // some code }).catch(function(error) { // 处理前面三个Promise产生的错误 }); ~~~ 上面代码中,一共有三个Promise对象:一个由`getJSON`产生,两个由`then`产生。它们之中任何一个抛出的错误,都会被最后一个`catch`捕获。 一般来说,不要在`then`方法里面定义Reject状态的回调函数(即`then`的第二个参数),总是使用`catch`方法。 ~~~ // bad promise .then(function(data) { // success }, function(err) { // error }); // good promise .then(function(data) { //cb // success }) .catch(function(err) { // error }); ~~~ 上面代码中,第二种写法要好于第一种写法,理由是第二种写法可以捕获前面`then`方法执行中的错误,也更接近同步的写法(`try/catch`)。因此,建议总是使用`catch`方法,而不使用`then`方法的第二个参数。 跟传统的`try/catch`代码块不同的是,如果没有使用`catch`方法指定错误处理的回调函数,Promise对象抛出的错误不会传递到外层代码,即不会有任何反应。 ~~~ var someAsyncThing = function() { return new Promise(function(resolve, reject) { // 下面一行会报错,因为x没有声明 resolve(x + 2); }); }; someAsyncThing().then(function() { console.log('everything is great'); }); ~~~ 上面代码中,`someAsyncThing`函数产生的Promise对象会报错,但是由于没有指定`catch`方法,这个错误不会被捕获,也不会传递到外层代码,导致运行后没有任何输出。注意,Chrome浏览器不遵守这条规定,它会抛出错误“ReferenceError: x is not defined”。 ~~~ var promise = new Promise(function(resolve, reject) { resolve("ok"); setTimeout(function() { throw new Error('test') }, 0) }); promise.then(function(value) { console.log(value) }); // ok // Uncaught Error: test ~~~ 上面代码中,Promise指定在下一轮“事件循环”再抛出错误,结果由于没有指定使用`try...catch`语句,就冒泡到最外层,成了未捕获的错误。因为此时,Promise的函数体已经运行结束了,所以这个错误是在Promise函数体外抛出的。 Node.js有一个`unhandledRejection`事件,专门监听未捕获的`reject`错误。 ~~~ process.on('unhandledRejection', function (err, p) { console.error(err.stack) }); ~~~ 上面代码中,`unhandledRejection`事件的监听函数有两个参数,第一个是错误对象,第二个是报错的Promise实例,它可以用来了解发生错误的环境信息。。 需要注意的是,`catch`方法返回的还是一个Promise对象,因此后面还可以接着调用`then`方法。 ~~~ var someAsyncThing = function() { return new Promise(function(resolve, reject) { // 下面一行会报错,因为x没有声明 resolve(x + 2); }); }; someAsyncThing() .catch(function(error) { console.log('oh no', error); }) .then(function() { console.log('carry on'); }); // oh no [ReferenceError: x is not defined] // carry on ~~~ 上面代码运行完`catch`方法指定的回调函数,会接着运行后面那个`then`方法指定的回调函数。如果没有报错,则会跳过`catch`方法。 ~~~ Promise.resolve() .catch(function(error) { console.log('oh no', error); }) .then(function() { console.log('carry on'); }); // carry on ~~~ 上面的代码因为没有报错,跳过了`catch`方法,直接执行后面的`then`方法。此时,要是`then`方法里面报错,就与前面的`catch`无关了。 `catch`方法之中,还能再抛出错误。 ~~~ var someAsyncThing = function() { return new Promise(function(resolve, reject) { // 下面一行会报错,因为x没有声明 resolve(x + 2); }); }; someAsyncThing().then(function() { return someOtherAsyncThing(); }).catch(function(error) { console.log('oh no', error); // 下面一行会报错,因为y没有声明 y + 2; }).then(function() { console.log('carry on'); }); // oh no [ReferenceError: x is not defined] ~~~ 上面代码中,`catch`方法抛出一个错误,因为后面没有别的`catch`方法了,导致这个错误不会被捕获,也不会传递到外层。如果改写一下,结果就不一样了。 ~~~ someAsyncThing().then(function() { return someOtherAsyncThing(); }).catch(function(error) { console.log('oh no', error); // 下面一行会报错,因为y没有声明 y + 2; }).catch(function(error) { console.log('carry on', error); }); // oh no [ReferenceError: x is not defined] // carry on [ReferenceError: y is not defined] ~~~ 上面代码中,第二个`catch`方法用来捕获,前一个`catch`方法抛出的错误。 ## Promise.all() `Promise.all`方法用于将多个Promise实例,包装成一个新的Promise实例。 ~~~ var p = Promise.all([p1, p2, p3]); ~~~ 上面代码中,`Promise.all`方法接受一个数组作为参数,`p1`、`p2`、`p3`都是Promise对象的实例,如果不是,就会先调用下面讲到的`Promise.resolve`方法,将参数转为Promise实例,再进一步处理。(`Promise.all`方法的参数可以不是数组,但必须具有Iterator接口,且返回的每个成员都是Promise实例。) `p`的状态由`p1`、`p2`、`p3`决定,分成两种情况。 (1)只有`p1`、`p2`、`p3`的状态都变成`fulfilled`,`p`的状态才会变成`fulfilled`,此时`p1`、`p2`、`p3`的返回值组成一个数组,传递给`p`的回调函数。 (2)只要`p1`、`p2`、`p3`之中有一个被`rejected`,`p`的状态就变成`rejected`,此时第一个被`reject`的实例的返回值,会传递给`p`的回调函数。 下面是一个具体的例子。 ~~~ // 生成一个Promise对象的数组 var promises = [2, 3, 5, 7, 11, 13].map(function (id) { return getJSON("/post/" + id + ".json"); }); Promise.all(promises).then(function (posts) { // ... }).catch(function(reason){ // ... }); ~~~ 上面代码中,`promises`是包含6个Promise实例的数组,只有这6个实例的状态都变成`fulfilled`,或者其中有一个变为`rejected`,才会调用`Promise.all`方法后面的回调函数。 下面是另一个例子。 ~~~ const databasePromise = connectDatabase(); const booksPromise = databaseProimse .then(findAllBooks); const userPromise = databasePromise .then(getCurrentUser); Promise.all([ booksPromise, userPromise ]) .then(([books, user]) => pickTopRecommentations(books, user)); ~~~ 上面代码中,`booksPromise`和`userPromise`是两个异步操作,只有等到它们的结果都返回了,才会触发`pickTopRecommentations`这个回调函数。 ## Promise.race() `Promise.race`方法同样是将多个Promise实例,包装成一个新的Promise实例。 ~~~ var p = Promise.race([p1,p2,p3]); ~~~ 上面代码中,只要`p1`、`p2`、`p3`之中有一个实例率先改变状态,`p`的状态就跟着改变。那个率先改变的Promise实例的返回值,就传递给`p`的回调函数。 `Promise.race`方法的参数与`Promise.all`方法一样,如果不是Promise实例,就会先调用下面讲到的`Promise.resolve`方法,将参数转为Promise实例,再进一步处理。 下面是一个例子,如果指定时间内没有获得结果,就将Promise的状态变为`reject`,否则变为`resolve`。 ~~~ var p = Promise.race([ fetch('/resource-that-may-take-a-while'), new Promise(function (resolve, reject) { setTimeout(() => reject(new Error('request timeout')), 5000) }) ]) p.then(response => console.log(response)) p.catch(error => console.log(error)) ~~~ 上面代码中,如果5秒之内`fetch`方法无法返回结果,变量`p`的状态就会变为`rejected`,从而触发`catch`方法指定的回调函数。 ## Promise.resolve() 有时需要将现有对象转为Promise对象,`Promise.resolve`方法就起到这个作用。 ~~~ var jsPromise = Promise.resolve($.ajax('/whatever.json')); ~~~ 上面代码将jQuery生成的`deferred`对象,转为一个新的Promise对象。 `Promise.resolve`等价于下面的写法。 ~~~ Promise.resolve('foo') // 等价于 new Promise(resolve => resolve('foo')) ~~~ `Promise.resolve`方法的参数分成四种情况。 **(1)参数是一个Promise实例** 如果参数是Promise实例,那么`Promise.resolve`将不做任何修改、原封不动地返回这个实例。 **(2)参数是一个`thenable`对象** `thenable`对象指的是具有`then`方法的对象,比如下面这个对象。 ~~~ let thenable = { then: function(resolve, reject) { resolve(42); } }; ~~~ `Promise.resolve`方法会将这个对象转为Promise对象,然后就立即执行`thenable`对象的`then`方法。 ~~~ let thenable = { then: function(resolve, reject) { resolve(42); } }; let p1 = Promise.resolve(thenable); p1.then(function(value) { console.log(value); // 42 }); ~~~ 上面代码中,`thenable`对象的`then`方法执行后,对象`p1`的状态就变为`resolved`,从而立即执行最后那个`then`方法指定的回调函数,输出42。 **(3)参数不是具有`then`方法的对象,或根本就不是对象** 如果参数是一个原始值,或者是一个不具有`then`方法的对象,则`Promise.resolve`方法返回一个新的Promise对象,状态为`Resolved`。 ~~~ var p = Promise.resolve('Hello'); p.then(function (s){ console.log(s) }); // Hello ~~~ 上面代码生成一个新的Promise对象的实例`p`。由于字符串`Hello`不属于异步操作(判断方法是它不是具有then方法的对象),返回Promise实例的状态从一生成就是`Resolved`,所以回调函数会立即执行。`Promise.resolve`方法的参数,会同时传给回调函数。 **(4)不带有任何参数** `Promise.resolve`方法允许调用时不带参数,直接返回一个`Resolved`状态的Promise对象。 所以,如果希望得到一个Promise对象,比较方便的方法就是直接调用`Promise.resolve`方法。 ~~~ var p = Promise.resolve(); p.then(function () { // ... }); ~~~ 上面代码的变量`p`就是一个Promise对象。 需要注意的是,立即`resolve`的Promise对象,是在本轮“事件循环”(event loop)的结束时,而不是在下一轮“事件循环”的开始时。 ~~~ setTimeout(function () { console.log('three'); }, 0); Promise.resolve().then(function () { console.log('two'); }); console.log('one'); // one // two // three ~~~ 上面代码中,`setTimeout(fn, 0)`在下一轮“事件循环”开始时执行,`Promise.resolve()`在本轮“事件循环”结束时执行,`console.log(’one‘)`则是立即执行,因此最先输出。 ## Promise.reject() `Promise.reject(reason)`方法也会返回一个新的Promise实例,该实例的状态为`rejected`。它的参数用法与`Promise.resolve`方法完全一致。 ~~~ var p = Promise.reject('出错了'); // 等同于 var p = new Promise((resolve, reject) => reject('出错了')) p.then(null, function (s){ console.log(s) }); // 出错了 ~~~ 上面代码生成一个Promise对象的实例`p`,状态为`rejected`,回调函数会立即执行。 ## 两个有用的附加方法 ES6的Promise API提供的方法不是很多,有些有用的方法可以自己部署。下面介绍如何部署两个不在ES6之中、但很有用的方法。 ### done() Promise对象的回调链,不管以`then`方法或`catch`方法结尾,要是最后一个方法抛出错误,都有可能无法捕捉到(因为Promise内部的错误不会冒泡到全局)。因此,我们可以提供一个`done`方法,总是处于回调链的尾端,保证抛出任何可能出现的错误。 ~~~ asyncFunc() .then(f1) .catch(r1) .then(f2) .done(); ~~~ 它的实现代码相当简单。 ~~~ Promise.prototype.done = function (onFulfilled, onRejected) { this.then(onFulfilled, onRejected) .catch(function (reason) { // 抛出一个全局错误 setTimeout(() => { throw reason }, 0); }); }; ~~~ 从上面代码可见,`done`方法的使用,可以像`then`方法那样用,提供`Fulfilled`和`Rejected`状态的回调函数,也可以不提供任何参数。但不管怎样,`done`都会捕捉到任何可能出现的错误,并向全局抛出。 ### finally() `finally`方法用于指定不管Promise对象最后状态如何,都会执行的操作。它与`done`方法的最大区别,它接受一个普通的回调函数作为参数,该函数不管怎样都必须执行。 下面是一个例子,服务器使用Promise处理请求,然后使用`finally`方法关掉服务器。 ~~~ server.listen(0) .then(function () { // run test }) .finally(server.stop); ~~~ 它的实现也很简单。 ~~~ Promise.prototype.finally = function (callback) { let P = this.constructor; return this.then( value => P.resolve(callback()).then(() => value), reason => P.resolve(callback()).then(() => { throw reason }) ); }; ~~~ 上面代码中,不管前面的Promise是`fulfilled`还是`rejected`,都会执行回调函数`callback`。 ## 应用 ### 加载图片 我们可以将图片的加载写成一个`Promise`,一旦加载完成,`Promise`的状态就发生变化。 ~~~ const preloadImage = function (path) { return new Promise(function (resolve, reject) { var image = new Image(); image.onload = resolve; image.onerror = reject; image.src = path; }); }; ~~~ ### Generator函数与Promise的结合 使用Generator函数管理流程,遇到异步操作的时候,通常返回一个`Promise`对象。 ~~~ function getFoo () { return new Promise(function (resolve, reject){ resolve('foo'); }); } var g = function* () { try { var foo = yield getFoo(); console.log(foo); } catch (e) { console.log(e); } }; function run (generator) { var it = generator(); function go(result) { if (result.done) return result.value; return result.value.then(function (value) { return go(it.next(value)); }, function (error) { return go(it.throw(error)); }); } go(it.next()); } run(g); ~~~ 上面代码的Generator函数`g`之中,有一个异步操作`getFoo`,它返回的就是一个`Promise`对象。函数`run`用来处理这个`Promise`对象,并调用下一个`next`方法。